иметь возможность выбора передаточных чисел для наиболее производительной и экономичной работы МТА при оптимальной загрузке его двигателя.

Конструкции КП во многом определяются назначением тракторов, их тяговыми классами, характером эксплуатационных нагрузок и показателями комплексов агрегатируемых машин - орудий. Наибольшее число машин - орудий агрегатируется с сельскохозяйственными колесными и гусеничными тракторами, работающими в относительно установившихся режимах нагрузки. Значительно меньшее число видов оборудования агрегатируется с промышленными тракторами - не более трех - пяти видов, а на особо мощных - не более двух (отвал и рыхлитель). Причем, работа промышленных МТА имеет в основном циклический характер, с большими амплитудами тяговых нагрузок (от нуля до максимума) и повышенной скоростью заднего хода для цикла отката.

Не последнюю роль в применяемости типов КП имеют также их конструктивная простота, надежность в работе, технологичность и стоимость производства.

Анализ современного отечественного и зарубежного тракторостроения указывает на преимущественное применение ступенчатых КП на большинстве сельскохозяйственных тракторов и ряде промышленных, особенно в малых и средних тяговых классах. В большинстве промышленных тракторов применяются комбинированные гидромеханические передачи, где наряду с гидротрансформаторами обязательно имеются ступенчатые диапазонные КП. Гидрообъемные и электрические трансмиссии, в которых практически не используются диапазонные КП, применяются в весьма ограниченных количествах, причем последние - только в особо мощных промышленных тракторах. Бесступенчатые - механические КП практически не применяются ввиду недостаточной их надежности.

Таким образом, в современном тракторостроении ступенчатые КП продолжают занимать доминирующее положение, как основные, так и диапазонные - в гидромеханических передачах.

6.2. Ступенчатые коробки передач

Ступенчатые КП представляют собой редукторы с набором валов и цилиндрических (прямозубых или косозубых) зубчатых колес. Последние вводятся во временные силовые связи для получения необходимого передаточного числа между входным и выходным валом.

327

Благодаря этому, при постоянстве крутящего момента и частоты вращения входного вала КП на его выходном можно иметь ограниченный ряд различных их значений, необходимых для рациональной работы МТА.

В ступенчатой шестеренной КП необходимо отметить три режима ее работы:

1) нейтральной передачи, когда двигатель работает, сцепление включено, входной вал вращается, а трактор стоит - разомкнута силовая связь между шестернями КП, передающими крутящий момент от входного к выходному валу (этот режим работы КП характерен для времени пуска двигателя и перед началом включения передачи для движения трактора; он также необходим для кратковременных остановок МТА при совершении им технологических операций, или для стационарной его работы с отбором мощности на ВОМ или приводной шкив;

2) режим переднего хода для выполнения технологических операций МТА (сильно отличается по частоте воздействия на органы управления КП у сельскохозяйственных и промышленных тракторов); 3) режим заднего хода, когда в КП включают передачи, изменяющие направление вращения выходного вала (для большинства сельскохозяйственных тракторов этот режим играет второстепенную роль, хотя и необходимую; для промышленных тракторов в большин-

стве случаев он играет такую же роль, как и передний ход).

Классификацию ступенчатых КП можно провести по следую-

щим характерным признакам:

-по способу образования шестеренной передачи;

-по способу зацепления шестерен;

-по методу переключения передач;

-по способу управления;

-по расположению валов КП относительно продольной оси трактора;

-по конструктивной компоновке;

-по кинематической схеме.

П о с п о с о б у о б р а з о в а н и я ш е с т е р е н н о й п е р е -

д а ч и КП бывают с неподвижными осями валов, с вращающимися осями (планетарные) и комбинированные. В настоящее время боль-

шинство отечественных сельскохозяйственных и промышленных тракторов имеют КП с неподвижными осями валов. Планетарные передачи в отечественных тракторах пока имеют ограниченное применение, только как элементы отдельных устройств трансмиссии - увеличитель крутящего момента (УКМ), ходоуменьшитель, механизм ре-

328

верса. В зарубежном тракторостроении достаточно широко применяются планетарные КП, особенно на промышленных тракторах, однако они конструктивно сложнее и дороже в производстве. Если в КП применены оба способа образования передачи, то ее называют комбинированной.

П о с п о с о б у з а ц е п л е н и я ш е с т е р е н КП бывают с подвижными шестернями (каретками) и с шестернями постоянного зацепления. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в нейтральном положении приведены на рис. 6.1.

На рис. 6.1,а включение передачи производится продольным перемещением каретки 2 (в данном случае двухвенцовой, для образования двух различных передач) по шлицам вала 1 до полного ее зацепления с одной из шестерен 4, неподвижно закрепленных на параллельном валу 3.

На рис. 6.1,б,в и г показаны три варианта блокировки свободно вращающихся шестерен постоянного зацепления с валом для включения передачи.

На рис. 6.1,б включение передачи производится продольным перемещением зубчатой муфты 3, установленной на зубчатом венце 4 вала 1, до полного ввода ее в зацепление с аналогичными венцами на ступицах свободно вращающихся шестерен 2 или 5.

На рис. 6.1,в включение передачи производится с помощью синхронизатора. Принцип работы синхронизатора заключается в том, что его зубчатая муфта 6 вала 1 может входить, в зацепление с зубчатыми венцами ступиц свободно вращающихся шестерен 2 или 7 только после предварительного выравнивания их угловых скоростей с валом муфты. Это достигается посредством сил трения в контакте конусных поверхностей ступиц и прижимного кольца 3, имеющего упругую связь с поводковым устройством 4 муфты 6. После чего при дальнейшем приложении осевого усилия к поводковому устройству 4 преодолевается сопротивление пружинных фиксаторов 5 и последующее включение передачи происходит легко и безударно.

На рис. 6.1,г включение передачи происходит с помощью многодисковых фрикционных муфт М1 и М2 (чаще всего с гидравлическим нажимным механизмом), общий наружный барабан 3 которых соединен с валом 1, а их внутренние барабаны закреплены на ступицах блокируемых свободно вращающихся шестерен 2 и 4.

В планетарных КП применят только шестерни постоянного зацепления. Здесь переключение передач осуществляется тормозами и многодисковыми фрикционными муфтами. При применении в трансмиссии трактора планетарных КП и КП с неподвижными осями валов,

329

где переключение передач осуществляется с помощью многодисковых фрикционных муфт, в ряде случаев можно исключить применение сцепления.

Рис. 6.1. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в КП

П о м е т о д у п е р е к л ю ч е н и я п е р е д а ч КП подразделяются на переключаемые с остановкой трактора (с разрывом потока мощности) и без его остановки (без разрыва потока мощности или с кратковременным разрывом, не прекращающим вращение валов). В первом случае включение передачи обязательно при неподвижных валах и последующем разгоне МТА с места на любой передаче. Такие КП обычно выполняют с каретками и блокировочными муфтами (рис. 6.1,а и рис. 6.1,б). Во втором случае КП выполняются с элементами переключения, представленными на рис. 6.1,в и рис. 6.1,г, или планетарного типа.

330

Современные КП обеспечивают получение от 5 до 36 и более передач переднего хода, что связано с разнообразием работ, выполняемых, главным образом, универсальными тракторами. Все передачи подразделяются на четыре диапазона, характерные для назначения трактора: основной (рабочий), резервный, транспортный и технологический (замедленный, иногда называемый рассадочно - посадочный).

О с н о в н о й д и а п а з о н служит для выполнения главных сельскохозяйственных или других работ, требующих высоких значений силы тяги на крюке трактора при допустимом буксовании его движителей и эксплуатационной загрузке двигателя близкой к номинальной. В этом диапазоне скоростей трактор работает наибольшее

время эксплуатации.	Число передач в данном диапазоне зависит от
типа и назначения трактора: обычно 3-7 и больше.
Р е з е р в н ы й	д и а п а з о н передач (не более двух) служит

для получения повышенных тяговых усилий примерно на 20...25% больше, чем на основном диапазоне. Он необходим для преодоления больших тяговых сопротивлений в экстремальных условиях эксплуатации МТА.

Тр а н с п о р т н ы й д и а п а з о н (1-8 передач) имеет передачи, позволяющие МТА двигаться в различных условиях профиля дороги и ее покрытия.

Те х н о л о г и ч е с к и й д и а п а з о н необходим для выполнения работ, требующих стабильных небольших технологических скоростей движения МТА, особенно в сельскохозяйственном производстве и для тракторов трубоукладчиков. Число передач в этом диапазоне наибольшее - достигает 12-16. Следует отметить, что в этом диапазоне не всегда удается полностью использовать мощность двигателя трактора, несмотря на оптимальные варианты комплектации МТА.

Количество передач заднего хода обычно одна-две, но встречается и большее их число, вплоть до полностью реверсивных КП, когда число передач вперед и назад одинаковое.

П о с п о с о б у у п р а в л е н и я КП бывают с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмами переключения передач. Если в КП переключение передач производится с остановкой трактора или без его остановки, но с синхронизаторами, то обычно применяется управляемая вручную механическая рычажная система с тягами перемещающими каретку или блокировочные муфты. Чтобы исключить возможность переключения передач на ходу в КП с оста-

331

новкой трактора иногда применяют специальное блокировочное устройство, действующее совместно со сцеплением.

Два других способа управления применяются, как уже отмечалось, в КП с переключением передач на ходу посредством многодисковых фрикционных муфт с дистанционным управлением. Если в КП применены оба метода переключения передач, то, как правило, переключение диапазонов производится рычажно-тяговой системой, а переключение передач внутри диапазона - блокировочными фрикционными муфтами.

П о р а с п о л о ж е н и ю в а л о в о т н о с и т е л ь н о п р о- д о л ь н о й о с и т р а к т о р а КП подразделяются на продольные и поперечные. Последние чаще всего применяются на колесных тракторах малых тяговых классов 0,6 и 0,9, что позволяет уменьшить их продольную базу, увеличив, тем самым, их маневренность, и упростить центральную передачу их трансмиссий, заменяя коническую пару шестерен на цилиндрическую.

По к о н с т р у к т и в н о й к о м п о н о в к е различают следующие КП:

выполненные в виде самостоятельного агрегата (модуля), картер которого фланцем присоединен к передней стенке корпуса заднего моста трактора или вставлен внутрь его (если КП выполнена планетарной) со стороны его задней стенки;

установленные в переднем отдельном отсеке общего корпуса заднего моста и выполненные вместе с другими агрегатами трансмиссии в общем корпусе заднего моста. Последняя компоновка характерна для КП с поперечными валами.

По к и н е м а т и ч е с к о й с х е м е КП подразделяются на

двухвальные (однопарные), трехвальные (двухпарные), составные и специальные. Следует отметить, что термины двух и трехвальные КП относятся только к способу получения передач основного диапазона, КПД которых желательно иметь максимально высоким. Для получения передач других диапазонов и заднего хода в этих КП обычно имеются дополнительные валы и пары шестерен, снижающие КПД передачи. Входной и выходной валы этих КП обычно называют первичным и вторичным.

В д в у х в а л ь н о й К П поток мощности от первичного к параллельному вторичному валу всегда передается только через одну работающую пару шестерен, образующую необходимую передачу. Поэтому такую КП называют еще однопарной.

В т р е х в а л ь н о й К П при получении основных передач поток мощности от первичного вала вначале передается через дополни-

332